JPH0643956A - 基準電圧発生回路 - Google Patents

基準電圧発生回路

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Publication number
JPH0643956A
JPH0643956A JP4177853A JP17785392A JPH0643956A JP H0643956 A JPH0643956 A JP H0643956A JP 4177853 A JP4177853 A JP 4177853A JP 17785392 A JP17785392 A JP 17785392A JP H0643956 A JPH0643956 A JP H0643956A
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JP
Japan
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terminal
resistor
differential amplifier
diode
power supply
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Withdrawn
Application number
JP4177853A
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English (en)
Inventor
Madoka Kimura
円 木村
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
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Publication of JPH0643956A publication Critical patent/JPH0643956A/ja
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】差動増幅器への入力電圧を任意に設定できるこ
とにより、差動増幅器の実現を容易にすること。 【構成】電源端子1,2と、バイポーラトランジスタ
3,4と、m個直列接続されたダイオード列5,6と、
抵抗7,8,9と、差動増幅器10とを含み、電源端子
1はバイポーラトランジスタ3,4のコレクタに接続さ
れ、電源端子2は抵抗8および抵抗9の他端に接続さ
れ、バイポーラトランジスタ3のエミッタはダイオード
列5のアノードに接続され、ダイオード列5のカソード
は抵抗7の一端に接続され、抵抗7の他端は抵抗8の一
端に接続され、バイポーラトランジスタ4のエミッタは
ダイオード列6のアノードに接続され、ダイオード列6
のカソードは抵抗9の一端に接続され、抵抗7の他端は
差動増幅器10の非反転入力端子に接続され、抵抗9の
一端は差動増幅器の反転入力端子に接続され、差動増幅
器の出力端子はバイポーラトランジスタ3,4のベース
に接続されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は基準電圧発生回路に関
し、特にSi(シリコン)半導体のバンド・ギャップ電
圧を用いた基準電圧発生回路に関する。
【0002】
【従来の技術】Si半導体のバンド・ギャップ電圧を用
いた従来の基準電圧発生回路を、図3に示す。図3にお
いて、本基準電圧発生回路は、NPNトランジスタ2
7,28と、抵抗29,30,31と、差動増幅器32
と、出力端子33と、電源端子25と、電源端子26と
を備えている。
【0003】次に動作について説明する。電源電圧は電
源端子25と電源端子26との間に供給され、電源端子
26は接地される。差動増幅器32による負帰還により
抵抗30と抵抗31の端子電圧は同一電位に保たれる。
このことは、NPNトランジスタ27,28のエミッタ
電流の比が抵抗30と抵抗31との抵抗比に等しいこと
を意味している。NPNトランジスタ27のエミッタ電
流は、抵抗29にかかる電圧、すなわちNPNトランジ
スタ27とトランジスタ28のベース・エミッタ間電圧
の差で決まる。
【0004】出力端子33と電源端子26間の電圧は、
NPNトランジスタ28のベース・エミッタ間電圧と抵
抗31の端子電圧との和になる。この出力電圧VOUT
は次のようにあらわされる。
【0005】
【0006】前記(1)式は、前記(2)〜(4)式よ
り次のようにあらわされる。
【0007】
【0008】この出力電圧VOUTの温度係数T=T0
(°K)が零である条件を前記(5)式から求めると、
次の(6)式となる。
【0009】
【0010】前記(6)式の左辺は、T=T0(°K)
での出力電圧VOUTの値である。つまり、出力電圧V
OUTを、次のように設定する。
【0011】
【0012】このように設定すると温度係数が零とな
り、その値はSiのバンド・ギャップ電圧にほぼ等しく
なる。
【0013】このことから、R1/R2,R3/R4の
抵抗比、AE1/AE2のNPNトランジスタのエミッ
タ面積比を、前記(6)式を満たすように設定すると、
Siバンド・ギャップ電圧にほぼ等しい次のような基準
電圧(約1.2V)を発生させることができる。
【0014】
【0015】
【発明が解決しようとする課題】この従来の基準電圧発
生回路では、VOUTは約1.2Vの基準電圧を発生す
る。差動増幅器32の非反転入力端子と反転入力端子の
端子電圧は、基準電圧VOUTからVBE2を引いた値
となり、次式で示される。
【0016】
【0017】ここで、VBE2は約0.6〜0.8Vと
なるため、差動増幅器32の非反転入力端子と反転入力
端子の端子電圧は約0.4V〜0.6Vとなる。従っ
て、従来の基準電圧発生回路では、この様な低入力電圧
でも十分に動作する差動増幅器が必要とされ、実現する
のは困難であるという欠点があった。
【0018】例えば、図に示すように差動増幅器を、P
MOSトランジスタの入力により実現する場合、差動増
幅器の入力電圧はNMOSトランジスタ41,42の閾
値電圧VTNより低くなる。その時、PMOSトランジ
スタ39,40のドレイン−ソース間電圧をVDS,ゲ
ートソース間電圧をVGS,閾値電圧をVTPとすると
VDS<VGS−VTPとなり、PMOSトランジスタ
39,40は非飽和状態となり、差動増幅器として十分
な特性を確保できない。
【0019】尚図4において、非反転入力端子37がゲ
ート入力されるPMOSトランジスタ39と、反転入力
端子38がゲート入力されるPMOSトランジスタ40
と、NMOSトランジスタ41,42と、電流源36
と、電源端子34,35とを備えている。
【0020】本発明の目的は、前記問題点を解決し、差
動増幅器が充分に動作できるようにした基準電圧発生回
路を提供することにある。
【0021】
【課題を解決するための手段】本発明の基準電圧発生回
路の構成は、第1および第2の電源端子と、第1および
第2のバイポーラトランジスタと、第1から第kまでの
ダイオードと第(k+1)から第mまでのダイオード
と、それぞれ一端と他端とを有する第1,第2,第3の
抵抗と、反転入力端子,非反転入力端子,出力端子を有
する差動増幅器と、出力端子とを備え、前記第1の電源
端子は前記第1および第2のバイポーラトランジスタの
コレクタに接続され、前記第2の電源端子は前記第2の
抵抗および第3の抵抗の他端に接続され、前記第1のバ
イポーラトランジスタのエミッタは前記第1のダイオー
ドのアノードに接続され、前記第1のダイオードのカソ
ードは第kのダイオードのアノードまで同方向に接続さ
れることによりk個のダイオードの直列接続が形成さ
れ、前記第kのダイオードのカソードは前記第1の抵抗
の一端に接続され、前記第1の抵抗の他端は前記第2の
抵抗の一端に抵抗の一端に接続され、前記第2のバイポ
ーラトランジスタのエミッタは前記第(k+1)のダイ
オードのアノードに接続され、前記第(k+1)のダイ
オードのカソードは第mのダイオードのアノードまで同
方向に接続されることにより(m−k)個のダイオード
の直列接続が形成され、前記第mのダイオードのカソー
ドは前記第3の抵抗の一端に接続され、前記第1の抵抗
の他端は前記差動増幅器の非反転入力端子に接続され、
前記第3の抵抗の一端は前記差動増幅器の反転入力端子
に接続され、前記差動増幅器の出力端子は前記第1およ
び第2のバイポーラトランジスタのベースに接続されて
いることを特徴とする。
【0022】
【実施例】図1は本発明の第1の実施例の基準電圧発生
回路を示す回路図である。図1において、本発明の第1
の実施例は、電源端子1,2と、NPNバイポーラトラ
ンジスタ3,4と、それぞれm個直列接続されたダイオ
ード列5,6と、それぞれ一端と他端を有する抵抗7,
8,9と、反転入力端子,非反転入力端子,出力端子を
有する差動増幅器10と、出力端子11とを備えてい
る。
【0023】ここで、電源端子1はバイポーラトランジ
スタ3,4のコレクタに接続され、電源端子2は抵抗8
および抵抗9の他端に接続され、バイポーラトランジス
タ3のエミッタはm個直列接続されたダイオード列5の
アノードに接続され、m個直列接続されたダイオード列
5のカソードは抵抗7の一端に接続され、抵抗7の他端
は抵抗8の一端に接続され、バイポーラトランジスタ4
のエミッタはm個直列接続されたダイオード列6のアノ
ードに接続され、m個直列接続されたダイオード列6の
カソードは抵抗9の一端に接続され、抵抗7の他端は差
動増幅器10の非反転入力端子に接続され、抵抗9の一
端は差動増幅器10の反転入力端子に接続され、差動増
幅器10の出力端子はバイポーラトランジスタ3,4の
ベースに接続されている。
【0024】次に動作について説明する。電源電圧は電
源端子1と電源端子2との間に供給され、電源端子2は
接地される。差動増幅器10による負帰還により抵抗8
と抵抗9の端子電圧は同一電位に保たれる。このこと
は、NPNトランジスタ3,4のエミッタ電流の比が抵
抗8と抵抗9の抵抗比に等しいことを意味している。N
PNトランジスタ3のエミッタ電流は抵抗7にかかる電
圧、すなわちNPNトランジスタ3のベース・エミッタ
間電圧とダイオード列5のアノード・カソード間電圧の
和,およびNPNトランジスタ4のベース・エミッタ間
電圧とダイオード列6のアノード・カソード間電圧の和
の二つの和の差で決まる。
【0025】出力端子11と電源端子2間の電圧は、N
PNトランジスタ4のベース・エミッタ間電圧とダイオ
ード列5のアノード・カソード間電圧と抵抗7の端子電
圧との和になる。この出力電圧VOUTは次のようにあ
らわされる。
【0026】
【0027】一般に、図5に示すようにダイオード列5
を構成するダイオードには、NPNトランジスタ3と同
じトランジスタ43を用い、コレクタとベースを接続し
た点をアノード44,エミッタをカソード45とする。
ダイオード列6を構成するダイオードにはNPNトラン
ジスタ4と同じトランジスタを用い、コレクタとベース
を接続した点をアノード、エミッタをカソードとする。
したがって、次の(8)式が成り立つ。 VBE1=VD5、VBE2=VD6 …(8) 前記(8)式を、前記(7)式に代入すると、次式とな
る。
【0028】
【0029】ここで、[ ]内は従来例の(1)式の右
辺に等しくなる。よって、VOUTは従来例の基準電圧
(約1.2V)の(1+m)倍の値になりmの値により
約1.2Vの整数倍の基準電圧を発生することができ、
その時温度係数も零となる。
【0030】ここで、k:ボルツマン定数 q:電子の電荷 T:絶対温度(°K) J1:NPNトランジスタ3およびダイオード列5を構
成するダイオードの電流密度 J2:NPNトランジスタ4およびダイオード列6を構
成するダイオードの電流密度 図2は本発明の第2の実施例の回路図である。図2にお
いて、本発明の第2の実施例は、電源端子12,13
と、バイポーラトランジスタ14,15と、m個直列接
続されたダイオード列16,17と、それぞれ一端と他
端を有する抵抗18,19,20,21,22と、反転
入力端子,非反転入力端子,出力端子を有する差動増幅
器23と、出力端子24とを備えている。
【0031】ここで、電源端子12はバイポーラトラン
ジスタ14,15のコレクタに接続され、電源端子13
は抵抗19および抵抗20および抵抗22の他端に接続
され、バイポーラトランジスタ14のエミッタはm個直
列接続されたダイオード列16のアノードに接続され、
m個直列接続されたダイオード列16のカソードは抵抗
18の一端に接続され、抵抗18の他端は抵抗19の一
端に接続され、バイポーラトランジスタ15のエミッタ
はm個直列接続されたダイオード列17のアノードに接
続され、m個直列接続されたダイオード列17のカソー
ドは抵抗20の一端に接続され、抵抗18の他端は差動
増幅器23の非反転入力端子に接続され、抵抗20の一
端は差動増幅器23の反転入力端子に接続され、差動増
幅器23の出力端子は抵抗21の一端に接続され、抵抗
21の他端は抵抗22の一端に接続されると共にバイポ
ーラトランジスタ14,15のベースに接続されてい
る。
【0032】前記第1の実施例では、Siのバンド・ギ
ャップにほぼ等しい約+1.2Vの(1+m)倍の基準
電圧を発生される回路を説明したが、本実施例では、図
2に示すごとく、差動増幅器23の出力を抵抗21と抵
抗22で分割した点からNPNトランジスタ14,15
のベースに接続する構成をとれば、差動増幅器23の出
力端子24の出力端子VOUTは、NPNトランジスタ
14,15のベース電圧の(1+R4/R5)倍とな
る。
【0033】R4:抵抗21の抵抗値 R5:抵抗22の抵抗値 ベース端子電圧は、図1で説明したように約+1.2V
の(1+m)倍の基準電圧になるため、出力端子24の
出力電圧VOUTは次のようになる。
【0034】
【0035】前記(10)式からR4/R5の抵抗比を
任意に選ぶことにより任意の基準電圧を発生させること
ができる。
【0036】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、例えば
VOUTは約1.2Vの(1+m)倍の基準電圧を発生
することができる。差動増幅器の非反転入力端子と反転
入力端子電圧は、基準電圧VOUTから(1+m)倍の
VBE2を引いた値となり、次式で示される。
【0037】
【0038】ここで、VBE2は約0.6〜0.8Vと
なるため、差動増幅器の非反転入力端子と反転入力端子
の端子電圧は、約0.4V〜0.6Vの(1+m)倍と
なる。したがって、差動増幅器を実現するのは容易とな
るという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例の基準電圧発生回路を示
す回路図である。
【図2】本発明の第2の実施例の回路図である。
【図3】従来例の基準電圧発生回路を示す回路図であ
る。
【図4】差動増幅器の例を示す回路図である。
【図5】ダイオードとして使う時のNPNトランジスタ
を示す回路図である。
【符号の説明】
3,4,14,15,27,28,43 NPNトラ
ンジスタ 5,6,16,17 ダイオード列 7,8,9,20,21,22,29,30,31
抵抗 10,23,32 差動増幅器 11,24,33 出力端子 1,2,12,13,25,26,34,35 電源
端子 36 電流源 37 非反転入力端子 38 反転入力端子 39,40 PMOSトランジスタ 41,42 NMOSトランジスタ 44 アノード 45 カソード

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1および第2の電源端子と、第1およ
    び第2のバイポーラトランジスタと、第1から第kまで
    のダイオードと第(k+1)から第mまでのダイオード
    と、それぞれ一端と他端とを有する第1,第2,第3の
    抵抗と、反転入力端子,非反転入力端子,出力端子を有
    する差動増幅器と、出力端子とを備え、前記第1の電源
    端子は前記第1および第2のバイポーラトランジスタの
    コレクタに接続され、前記第2の電源端子は前記第2の
    抵抗および第3の抵抗の他端に接続され、前記第1のバ
    イポーラトランジスタのエミッタは前記第1のダイオー
    ドのアノードに接続され、前記第1のダイオードのカソ
    ードは第kのダイオードのアノードまで同方向に接続さ
    れることによりk個のダイオードの直列接続が形成さ
    れ、前記第kのダイオードのカソードは前記第1の抵抗
    の一端に接続され、前記第1の抵抗の他端は前記第2の
    抵抗の一端に抵抗の一端に接続され、前記第2のバイポ
    ーラトランジスタのエミッタは前記第(k+1)のダイ
    オードのアノードに接続され、前記第(k+1)のダイ
    オードのカソードは第mのダイオードのアノードまで同
    方向に接続されることにより(m−k)個のダイオード
    の直列接続が形成され、前記第mのダイオードのカソー
    ドは前記第3の抵抗の一端に接続され、前記第1の抵抗
    の他端は前記差動増幅器の非反転入力端子に接続され、
    前記第3の抵抗の一端は前記差動増幅器の反転入力端子
    に接続され、前記差動増幅器の出力端子は前記第1およ
    び第2のバイポーラトランジスタのベースに接続されて
    いることを特徴とする基準電圧発生回路。
  2. 【請求項2】 第2の電源端子と出力端子との間に第
    4,第5の抵抗の直列体が接続され、前記第4,第5の
    系統の共通接続点を第1および第2のバイポーラトラン
    ジスタのベースに接続した請求項1に記載の基準電圧発
    生回路。
JP4177853A 1992-07-06 1992-07-06 基準電圧発生回路 Withdrawn JPH0643956A (ja)

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JP4177853A JPH0643956A (ja) 1992-07-06 1992-07-06 基準電圧発生回路

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JP4177853A JPH0643956A (ja) 1992-07-06 1992-07-06 基準電圧発生回路

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JP (1) JPH0643956A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7071766B2 (en) 2002-12-04 2006-07-04 Asahi Kasei Microsystems Co., Ltd. Constant voltage generating circuit
KR100682818B1 (ko) * 1997-08-15 2007-07-09 프리스케일 세미컨덕터, 인크. 기준회로및방법

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100682818B1 (ko) * 1997-08-15 2007-07-09 프리스케일 세미컨덕터, 인크. 기준회로및방법
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Effective date: 19991005